⑶自由輪離合器。是感應(yīng)耦合器/發(fā)電機(jī)與柴油機(jī)之間的機(jī)械橋梁。離合器的作用是:當(dāng)柴油機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí),允許感應(yīng)耦合器轉(zhuǎn)動(dòng);當(dāng)柴油機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn),并達(dá)到感應(yīng)耦合器/發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí),離合器會(huì)自動(dòng)接合,柴油機(jī)便開(kāi)始驅(qū)動(dòng)感應(yīng)耦合器/發(fā)電機(jī)。這樣,柴油機(jī)就在完全空載的情況下啟動(dòng)并迅速加速運(yùn)轉(zhuǎn),確保了機(jī)器迅速可靠地啟動(dòng)。
⑷柴油機(jī)。柴油機(jī)在市電模式下是待機(jī)(停止)狀態(tài)。為確保柴油機(jī)能夠迅速可靠地啟動(dòng),柴油機(jī)勻進(jìn)行預(yù)熱并預(yù)先對(duì)其進(jìn)行潤(rùn)滑。只要市電斷電或超出了規(guī)定要求范圍,柴油機(jī)就會(huì)立即啟動(dòng),并加速至全速運(yùn)轉(zhuǎn)。柴油機(jī)啟動(dòng)期間即由感應(yīng)耦合器提供緊急負(fù)載所需能量。整個(gè)轉(zhuǎn)換時(shí)間約為5至10秒鐘。
⑸電抗器。 電抗器(扼流圈)將市電與負(fù)載分開(kāi)。電抗器與發(fā)電機(jī)相連,它相當(dāng)于一個(gè)連續(xù)濾波器,UPS系統(tǒng)將輸出電壓控制在嚴(yán)格的規(guī)定范圍內(nèi)。
系統(tǒng)的其它部分,如開(kāi)關(guān)設(shè)備,可以按照客戶選擇的開(kāi)關(guān)品牌提供。
UPS的操作十分簡(jiǎn)便,可通過(guò)數(shù)字式或模擬式的人機(jī)交互界面(HMI)進(jìn)行操作該界面可以顯示整個(gè)UPS的運(yùn)行情況。此外,還可以通過(guò)接線、串聯(lián)或互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。
UPS的控制是由名為DiCon的微處理控制器完成的。DiCon是一種通用的控制器, 能夠控制發(fā)電機(jī)電壓、有功功率及無(wú)功功率、柴油機(jī)轉(zhuǎn)速及感應(yīng)耦合器。 這種通用設(shè)計(jì)通過(guò)軟件進(jìn)行設(shè)置,以滿足所有可能的系統(tǒng)及配置需求。
二、系統(tǒng)運(yùn)行
①市電模式
在市電模式下,電抗器和發(fā)電機(jī)的作用就相當(dāng)于一個(gè)有源濾波器,它們能夠防止任何市電干擾影響負(fù)載。發(fā)電機(jī)相當(dāng)于一個(gè)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn), 驅(qū)動(dòng)感應(yīng)耦合器的外轉(zhuǎn)子, 使其以1500(50Hz)/1800(60Hz) rpm的速度旋轉(zhuǎn)。通過(guò)激勵(lì)外轉(zhuǎn)子內(nèi)的兩極三相線圈,就能使內(nèi)轉(zhuǎn)子以3000(50Hz)/3600(60Hz)rpm相對(duì)于外轉(zhuǎn)子的速度旋轉(zhuǎn),這樣就將動(dòng)能儲(chǔ)存在內(nèi)轉(zhuǎn)子中。感應(yīng)耦合器的外轉(zhuǎn)子與柴油機(jī)藉由自由輪離合器相互分隔。
②切換為柴油機(jī)模式
當(dāng)發(fā)生停電或市電超出了規(guī)定要求范圍, 斷路器Q1就會(huì)斷開(kāi)。感應(yīng)耦合器的直流線圈就會(huì)通電,從而將儲(chǔ)存的動(dòng)能從內(nèi)轉(zhuǎn)子傳遞到外轉(zhuǎn)子。發(fā)電機(jī)的速度會(huì)保持在1500(50Hz)/1800(60Hz) rpm。同時(shí),柴油機(jī)啟動(dòng),并且在約2秒鐘加速1500(50Hz)/1800(60Hz)rpm,然后自由輪離合器自動(dòng)地結(jié)合。在接下來(lái)的幾秒鐘內(nèi),柴油機(jī)與感應(yīng)耦合器共同驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī),以確保對(duì)緊急負(fù)載正常供電。在5到10秒鐘之內(nèi),柴油機(jī)將單獨(dú)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)為負(fù)載供電。
③柴油機(jī)模式
當(dāng)機(jī)器處于柴油機(jī)模式時(shí),外轉(zhuǎn)子內(nèi)的兩極三相線圈會(huì)再次通電,使得內(nèi)轉(zhuǎn)子重新加速至3000(50Hz)/3600(60Hz) rpm。柴油機(jī)的速度會(huì)被監(jiān)測(cè),并進(jìn)行數(shù)字化控制,以確保輸出頻率穩(wěn)定不變。在柴油機(jī)模式下,由于可以利用感應(yīng)耦合器協(xié)助柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),因此即使系統(tǒng)遇到負(fù)載變動(dòng)幅度較大的情況,系統(tǒng)的輸出頻率也能夠保持在一個(gè)很小的變動(dòng)范圍之內(nèi)。
④返回市電模式
當(dāng)市電穩(wěn)定后,UPS會(huì)與市電同步,并閉合斷路器Q1。柴油機(jī)將減速至1450(50Hz)/1750(60Hz) rpm,因此自由輪離合器斷開(kāi)。同時(shí), 發(fā)電機(jī)返回到發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài), 并將感應(yīng)耦合器的外轉(zhuǎn)子速度保持在1500(50Hz)/1800(60Hz)rpm。 這時(shí),柴油機(jī)還將在空載狀態(tài)下繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一些時(shí)間以進(jìn)行冷機(jī)。完成冷機(jī)后,柴油機(jī)會(huì)停止運(yùn)轉(zhuǎn),返回待機(jī)模式。
三、系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)
1.無(wú)電池解決方案
目前。電池式的UPS系統(tǒng)最大的薄弱環(huán)節(jié),就是電池組。統(tǒng)計(jì)顯示,大功率的UPS中電池的價(jià)格占很大的比重,一般約占UPS總價(jià)格的30%-50%。在返修的UPS中,由于蓄電池的故障而引起UPS不能正常工作的比例大約為1/3。動(dòng)態(tài)式的UPS系統(tǒng)不使用電池,而是用動(dòng)能連接起柴油機(jī)啟動(dòng)的時(shí)間。這種系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)因使用電池而引起的相關(guān)問(wèn)題。